08,12,2026 3xem
【Trang chủPhát triển web nhanh chóngNgày 12/8, đoàn viện sĩ Đàm Cửu Bân Học viện Khoa học và Công trình dụng cụ trường chúng tôi, giáo sư Triệu Duy Vĩ đã hợp tác với giáo sư Phùng Kiến Đông Đại học Chiết Giang, thu được tiến triển mang tính đột phá trong lĩnh vực kỹ thuật hình ảnh siêu phân biệt. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature với tựa đề "Luminescent-reaction-enabled super-resolution imaging". Nhóm nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật hình ảnh siêu phân giải mới mà không cần kích thích ánh sáng bên ngoài, sử dụng tín hiệu ánh sáng được tạo ra trong quá trình phản ứng hóa học làm nguồn sáng hình ảnh để thu thập thông tin siêu phân giải thông qua các đặc điểm thăng trầm bên trong phản ứng hóa học, lần đầu tiên đạt được hình ảnh siêu phân giải đặc hiệu phát sáng phản ứng hóa học. Phương pháp này về cơ bản phá vỡ giới hạn của độc tính ánh sáng, tổn thương ánh sáng, nhiễu tự huỳnh quang, đạt được hình ảnh siêu phân giải động liên tục với nền không và thời gian siêu dài, cung cấp các phương tiện quan sát khoa học mới cho nghiên cứu khoa học đời sống và y sinh học như nghiên cứu quá trình tiến hóa cấu trúc dưới tế bào và tương tác, phát hiện siêu phân giải phân tử vi lượng.
Sự ra đời của công nghệ hình ảnh siêu phân giải huỳnh quang đã phá vỡ giới hạn nhiễu xạ quang học truyền thống và cung cấp một công cụ quan trọng để phân tích cấu trúc nano bên trong tế bào và các quá trình sống động. Tuy nhiên, các phương pháp hình ảnh siêu phân giải hiện có được xây dựng trên khung công nghệ "chiếu xạ nguồn sáng - phản ứng tín hiệu", trong đó không thể tránh khỏi việc giới thiệu các vấn đề như độc tính ánh sáng, tẩy trắng ánh sáng, cũng như nhiễu tín hiệu nền trong khi đạt được độ phân giải không gian cao, đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với việc quan sát liên tục động lực học của các tế bào sống với thời gian dài, độ trung thực cao và nhiễu động thấp. Làm thế nào để đột phá mô hình hình ảnh siêu phân giải cổ điển, thực hiện quan sát siêu phân giải tương thích sinh học hơn, liên tục và chất lượng cao, trở thành một vấn đề khoa học quan trọng cần được giải quyết khẩn cấp.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp chụp ảnh siêu phân giải mới dựa trên sự phát quang của phản ứng hóa học (Ried – Luminescent Reaction enabled super resolution imaging via Entropy weighted correlation combined with Deconvolution). Không giống như các kỹ thuật siêu phân giải huỳnh quang truyền thống dựa trên các mô hình hình ảnh kích thích ánh sáng bên ngoài, RIED sử dụng các phân tử phát sáng phản ứng hóa học để đánh dấu cấu trúc bên trong tế bào một cách cụ thể và thiết kế các thuật toán khai thác và tái tạo thông tin hiệu quả cao dựa trên các đặc tính dao động photon trong quá trình phản ứng hóa học cũng như các quy luật phân phối entropy thông tin, từ đó đạt được hình ảnh siêu phân giải đặc hiệu phát sáng hóa học đầu tiên trên thế giới. Ngoài ra, RIED đã phá vỡ các giới hạn về độc tính ánh sáng, nhiễu tự huỳnh quang trong hình ảnh huỳnh quang truyền thống, cho phép hình ảnh mạng lưới cấu trúc tiểu bào siêu phân giải ba chiều với nền gần bằng không. Nhóm nghiên cứu đã tiếp tục xây dựng hệ thống hình ảnh phát quang phản ứng hiệu quả cao đa chế độ, bao gồm phát quang điện hóa (ECL), phát quang hóa học (Chemiluminescence, CL) và phát quang sinh học (BL) theo nhu cầu hình ảnh khác nhau để phát huy ưu thế của các hệ thống phản ứng khác nhau, thực hiện ứng dụng đa cảnh từ phát hiện phân tử nhạy cảm cao đến quan sát động liên tục của tế bào sống, mang lại cơ hội đột phá mới cho nghiên cứu khoa học sự sống.
Nhóm nghiên cứu đã áp dụng RIED cho hình ảnh động của ty thể tế bào sống, đạt được hình ảnh siêu phân giải ổn định không tẩy trắng liên tục trong hơn 41 giờ với độ phân giải không gian 100 nanomet, quan sát đầy đủ quá trình di chuyển và chuyển động lâu dài của ty thể trong tế bào và phân tích định lượng các đặc điểm động học của sự di chuyển xuyên tế bào của ty thể ở cấp độ ty thể đơn, cung cấp các phương tiện kỹ thuật quan trọng để tiết lộ quy luật thay đổi động lực của ty thể ở quy mô thời gian dài. RIED cũng cung cấp các công cụ hình ảnh mới cho việc quan sát động liên tục các quy luật về hành vi và tiến hóa của các cơ quan và phân tử trong các quá trình sống phức tạp mà không có sự can thiệp của ánh sáng bên ngoài.
Giáo sư Triệu Duy Vĩ và giáo sư Phùng Kiến Đông là tác giả thông tin chung của luận văn, sau tiến sĩ Đại học Chiết Giang Chu Văn Hâm, nghiên cứu sinh tiến sĩ Trương Dĩnh và nghiên cứu sinh tiến sĩ Học viện Dụng cụ trường chúng tôi Quế Gia Huy là tác giả chung của luận văn. Tác giả đồng tác giả luận văn còn bao gồm Phó nghiên cứu viên Khúc Lệ Dĩnh, nghiên cứu sinh tiến sĩ Hàn Trấn Khiêm của Học viện Dụng cụ trường ta.
Công tác này được Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia, Chương trình nghiên cứu phát triển trọng điểm Quốc gia, Dự án Phòng làm việc của các nhà khoa học trẻ trường ta tài trợ.
